Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

RESEARCH OF INFLUENCE OF FINE PARTICLES OF METAL HOMEOSTASIS INDICATORS OF TOTAL PROTEIN AND THE INTENSITY OF GROWTH OF BROILER CHICKENS

Yausheva E.V. 1 Miroshnikov S.A. 1
1 All-Russian Research Institute of Beef Cattle Production Russian Academy of Agricultural Sciences
В работе было изучено влияние микрочастиц и агломератов наночастиц меди и железа на динамику роста,уровень общего белка в крови подопытных животных. Как показали результаты, введение суспензий агломератов наночастиц и микрочастиц исследуемых металлов приводит к увеличению интенсивности роста. В отношении микрочастиц меди и железа отмечались несущественные изменения в динамике роста в течение первых 2-х недель эксперимента, и значимый скачок в приросте живой массы на 3 неделе исследований, который составил 8,13 и 7,29 (Р≤0,01)% соответственно относительно контрольных значений. В случае суспензий агломератов наночастиц исследуемых металлов наблюдалось достоверное увеличение прироста живой массы, которое характеризовалось относительным постоянством значений на протяжении всего эксперимента, что характеризует агломераты как структуры, обладающие пролонгированным действием. Значимые изменения показателей общего белка отмечались при введении микрочастиц меди и железа, введение агломератов наночастиц исследуемых металлов к существенным изменениям данного показателя не приводило.
In this paper, we studied the effect of microparticles and agglomerates of nanoparticles of copper and iron on growth, the level of total protein in the blood of experimental animals. As the results of the introduction of suspensions of agglomerates of nanoparticles and microparticles investigated metals leads to increase of growth rate. With respect to copper and iron microparticles were observed minor changes in growth during the first 2 weeks of the experiment , and a significant leap in the growth of live weight at 3 weeks of the study , which was 8.13 and 7.29 (P ≤ 0,01)% respectively, relative to control values. In the case of suspensions of nanoparticles agglomerates studied metals showed a significant increase in weight gain, which was characterized by relatively constant values throughout the experiment that characterizes the structure of the agglomerates as having prolonged action . Significant changes in levels of total protein were observed when administered microparticles copper and iron, the introduction of agglomerates of nanoparticles studied metals in significant changes in this indicator led.
agglomerates.
productivity
microparticles
nanoparticles

Введение

По мере развития учения об элементозах животных и оценке существующих препаратов микроэлементов становится очевидно, что наиболее широко используются минеральные соли эссенциальных элементов, по комплексу признаков: токсичность, биодоступность и т.д., не соответствующие современным требованиям [1, 6].

В этой связи перспективными представляются исследования, направленные на разработку новых препаратов микроэлементов, в том числе и на основе наночастиц [2, 4, 5]. При определенной размерности наночастицы металлов-микроэлементов значительно менее токсичны, их биодоступность превышает существующие аналоги [7]. В то же время, ввиду высокой способности к агломерации и целого ряда специфических особенностей этого вида материалов, их использование на практике сопряжено с изменениями свойств, в том числе по размеру частиц.

Исходя из этого перспективными представляются исследования по оценке продуктивного действия и характеристик организма животных, получающих агломераты наночастиц и микрочастицы металлов.

Материалы и методы

Исследования были проведены в условиях экспериментально-биологической клиники (вивария) ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» на цыплятах-бройлерах кросса «Смена-7», 7 дневного возраста. Лабораторным животным в рамках отдельных групп аналогов (n=21) в 2-х недельном возрасте внутримышечно однократно вводили суспензии агломератов наночастицмеди (937±24,6 нм) и железа (923,7±29,6), и суспензии микрочастицы меди (40 мкм) и железа (менее 10 мкм) в дозе 2,0 мг/кг массы животного: I группе –агломераты наночастиц меди; II – агломераты наночастиц железа; III – микрочастицы меди; IV – микрочастицы железа; V (контроль) – дистиллированную воду. Контроль за динамикой роста и развития производился ежедневно путем индивидуального взвешивания, с последующим расчетом среднесуточного и абсолютного приростов.

Кровь получали путем декапитации у предварительно наркотизированных животных через 1, 7 и 21 сутки после инъекции препаратов (n=7). Общий белок определяли в сыворотке крови биуретовымметодом (методом Кингслея—Вейксельбаума).

В эксперименте были использованы наночастицы меди и железа сферической формы, полученные методом высокотемпературной конденсации на установке «МиГен» [3] и предоставленные д.б.н. Н.Н. Глущенко (Институтом энергетических проблем химической физики РАН, Москва). Приготовление водных суспензий агломератов наночастиц меди и железа проводилось путем диспергирования (f – 35 кГц, N – 300 (450) Вт, А – 10 мкм) точной навески порошка в течение 20 с. Размеры агломератов наночастиц меди и железа определяли с использованием атомно-силовой микроскопии (атомно-силовой микроскоп SMM-2000). Также были использованы микрочастицы железа производства компанииAlfaAesarGmbH&Co KG (EEC No 231-096-4)и микрочастицы меди производства Sigma-AldrichChemieGmbH (EEC No 231-159-6). Водныесуспензий микрочастиц исследуемых металлов готовились аналогичным образом, время обработки ультразвуком составило 30 мин.

Статистическую обработку полученных данных проводили c использованием пакета программ Statistica 6.0 и программного пакета MS Excel 2010.

Результаты исследования и их обсуждение

На основании полученных данных установлено, что введение исследуемых металлов в различной форме приводит к достоверному изменению интенсивности роста цыплят-бройлеров во всех опытных группах.

Введение суспензий агломератов наночастиц меди в Iопытной группе спустя сутки приводило к увеличению интенсивности роста относительно контроляна 3,5 (Р≤0,01)%, через 2 недели эксперимента на 4,6 (Р≤0,001)%, к окончанию исследований на 3,4 (Р≤0,001)%. Максимальные значения прироста живой массы отмечались на 4 сутки и через 10 дней эксперимента и составили 5,88 и 6,61 (Р≤0,01)% относительно контроля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Динамика разницы по живой массе между контрольной и I, IIIопытными группами, %

 

Использование суспензий микрочастиц меди в течение первых 2-х недель эксперимента не сопровождалось существенными изменениями динамики роста в III опытной группе. Значимые изменения показателей живой массы наблюдались только начиная со2-й неделии до окончания эксперимента. Прирост живой массы в III группе превышал уровень контрольных значений спустя 14 суток на 8,13 (Р≤0,01)%, через 17 суток на 8,76(Р≤0,01)% и к концу эксперимента 6,22(Р≤0,01)%.

В отношении использования микрочастиц железа и агломераций наночастиц железа отмечалась аналогичная тенденция изменения динамики роста и интенсивности роста, как и для меди.

Использование суспензии агломератов наночастиц железа приводило к достоверному увеличению массы животных. На протяжении всего эксперимента в IIопытной группе наблюдался прирост, превышающий контрольные значения на 3-4 (Р≤0,01)%. Максимальные значения прироста живой массы отмечались на 10 и 17 сутки эксперимента и составили 4,69 и 4,97 (Р≤0,01)% относительно контрольных значений (рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Динамика разницы по живой массе между контрольной и II, IVопытными группами, %

В случае микрочастиц железа, как и для микрочастиц меди,динамика роста цыплят-бройлеров на протяжении первых 2-х недель эксперимента не отмечалась значительными изменениями. Среднесуточный прирост в IV опытной группе относительно контрольных значений в среднем превышал контрольна 1,5-2,0 %. Существенные изменения наблюдались на протяжении 3 недели эксперимента,когда прирост живой массы в IV группе превышал контрольные показатели на 7-8 (Р≤0,01)%, к окончанию исследования данная разница составила – 5,11 (Р≤0,01)% относительно контроля.

Содержания общего белка в крови также, как и показатели прироста, характеризовались увеличением значений во всех опытных группах, что, возможно, являлось одной из косвенных причин наличия подобногодействия.Как показали результаты, внутримышечное введение агломератов наночастиц меди приводило к медленному увеличению содержания общего белка в Iи II опытных группах на 1-2 % в начале и конце эксперимента и на 3,07 (Р≤0,01) % через 7 суток после инъекции относительно контрольных значений. Аналогичные результаты отмечались и для суспензий агломератов наночастиц железа.

Использование суспензий микрочастиц меди и железа спустя сутки экспериментатакже характеризовалось небольшим увеличением общего белка, которое превышало контрольные показатели на 1,67 (Р≤0,05) и 1,26 (Р≤0,01) % соответственно, в то время как на 7 и 21 сутки эксперимента отмечались значимые изменения данного показателя (табл. 1).

Таблица 1. Содержание общего белка в крови цыплят-бройлеров при однократном введении суспензий агломератов наночастиц меди, железа и микрочастиц меди, железа.

 

Группа

Время после инъекции, сут.

1

7

21

I

24,3±0,08*

31,2±0,14**

44,4±0,17**

II

24,2±0,17*

30,9±0,17*

43,9±0,15**

III

24,3±0,07*

34,2±0,14**

48,3±0,12**

IV

24,2±0,03**

33,4±0,15*

46,8±0,15**

V (контрольная)

23,9±0,12

29,3±0,09

42,8±0,12

Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01.

  Согласно полученным данным, через 7 суток после инъекции содержание общего белка в крови цыплят IIIи IVопытных групп превышало контрольные показатели на 16,7 (Р≤0,01) и 13,9 (Р≤0,05) % соответственно, спустя 21 день –на 12,9 и 9,35 (Р≤0,01) % соответственно.

Проводя сравнение полученных данных, можно отметить некоторые закономерности в действии исследуемых высокодисперсных порошков металлов. Так, микрочастицы меди и железа характеризуются замедленным действием в отношении подопытной птицы, что выражается в несущественном влиянии в начале эксперимента в отношении интенсивности роста и ярко выраженным скачком прироста живой массы в конце исследований.

В то же время в отношении агломератов наночастиц меди и железа можно отметить, что их действие наблюдалось, начиная с первого дня эксперимента и до его окончания. Однако разница между среднесуточными приростами живой массы составляла не более 2 %, что характеризует агломераты наночастиц меди и железа как частицы с пролонгирующим действием.

В отношении абсолютного прироста живой массы высокие значения наблюдались для микрочастиц меди и железа, которые превышали на 7-8 % контрольные значения и на 1,5-3 % показатели остальных опытных групп.

Заключение

Таким образом, из полученных результатов следует, что внутримышечное введение частиц высокодисперсных порошков приводит к увеличению прироста живой массы и показателей общего белка, тем самым влияя на рост и развитие цыплят-бройлеров.

Рецензенты:

Лебедев С.В., д.б.н., зав. с.х. лаб. института биоэлементологии ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», г. Оренбург.

Дускаев Г.К., д.б.н., зав. отделом кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства Россельхозакадемии, г. Оренбург.